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光学性能的特殊性：当纳米材料的粒径降低到很小时，对于光的反射效率会少于1 %，几乎是完全消光[5]。但是，对于非金属的半导体纳米材料来说，会有反光的情况出现。
热学性能的特殊性：对于固体纳米材料，当它的尺寸很大时，它的熔沸点是固定的，随着固体纳米材料的尺寸的减小，它的熔沸点将降低，但当其颗粒细化至纳米级时，熔沸点会显著的降低[6]。
磁学性质的特殊性：对纳米磁性材料来说，它的粒径降低至很小的程度时，纳米磁性材料会表现出超顺磁性。
光催化的特殊性：纳米级半导体材料的催化特性于纳米体相材料相比是不同的。并且半导体的纳米级材料的光催化特性显著提高。
表面活性和敏感性的特殊性。纳米半导体材料因为尺寸的变小，它的比表面积变大，表面能也能将变大，使它的表面的活性变高，变得活跃，容易和其他物质反应，因此其表面活性和敏感性增大。
（3）界面及表面效应：多级纳米材料上面的原子与原子总数的比随纳米粒径的减小而大幅的增加，从而使其性质发生叫做改变界面和表面效应[7]。纳米材料很多的特性都和表面与界面效应有关。
（4）量子的隧道效应：因粒子的波动，能量强的能到达势垒的另一侧，能量弱于势垒的也是有可能到达势垒的另一侧。小于势垒能量的粒子仍能透过势垒的情况称做量子隧道效应。势垒高度、厚度和粒子有效质量直接的影响该效应发生的几率[8]。